レーザー誘起蛍光分光法による喀痰中癌細胞の自動識別装置の開発に関する研究

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05152013
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 高橋 敬治 山形大学, 医学部, 助教授 (50004685)
• 研究分担者: 丹野 直弘 山形大学, 工学部, 教授 (00006248) ; 中村 秀範 山形大学, 医学部, 助手 (30240675)
• キーワード: 肺ガン / 細胞診 / ポリフィリン誘導体 / 顕微分光 / 蛍光スペクトラム / 自動識別

研究概要

[目的]本研究は肺癌の早期発見を目的とし、喀痰中肺癌細胞の自動識別装置の開発を意図して計画した.[成績](1)ポルフィリン誘導体と肺癌細胞反応後の特異蛍光波長:ポルフィリン誘導体であるPH1008は腫瘍細胞と親和性を有し、特殊励起波長により蛍光を発生する.この点を利用し、株化肺癌細胞(A549およびPC-1)、ヒト切除肺癌よりの分離肺癌細胞とをそれぞれPH1008と反応させ、He-Cd LASERによる励起波長441.8nmで励起した蛍光波長を分析した.これらの肺癌細胞では637nmと681nmにピークを有する特異蛍光波長パターンが観察された.50%アルコールまたは1%グルタールアルデヒドで固定後PH1008と反応させた場合も、肺癌生細胞でと同様の蛍光波長パターンが観察された.しかし、この検討ではPH1008を1mg/mlと高濃度で使用せざるを得なかった.(2)ポルフィリン誘導体と肺癌細胞の結合特異性:PBSに溶解したPH1008自体の吸収スペクトラムは378nmにピークを有することより、441.8nmより短波長の400nmを励起波長とした分析では、PH1008濃度を0.1-1μ/mlと極めて低濃度でも分析可能であり、肺癌細胞との結合特異性について、基礎的な検討を行った.A549とPH1008の結合は0-37℃では差がなく、数秒以内に飽和し、温度依存性はなかった.PH1008とA549とは強い結合性を示し、PC-1,線維芽細胞および好中球とは弱い結合性を示した.この結合はトリプシン処理によっても変化せず、細胞膜を含む脂質成分と結合すると推察された.(3)レーザ誘起超微細顕微分光装置の開発:He-Cd LASER発生装置、CCDカメラ、光学顕微鏡を構成し、顕微蛍光分光装置を試作し、PH1008と反応させたプレパラート上のA549細胞をHe-Cd LASER光で励起し、680nmでの特異波長の蛍光強度の分布を検討した.PH1008による特異波長は核部分でなく核周囲で際だって高いことが知られた.[結論」以上の検討より顕微分光装置の励起光源をHe-Cd LASERから励起波長が400nm前後の短波長を発生する半導体レーザーに変えることにより、実用化が可能と考えられる.

研究成果

• [文献書誌] K.Iwabuchi,Y.Shibata,M.Sata,S.Sato,H.Tomoike,K.Takahashi,N.Tanno: "Fluorescence of lung cancercell and normal lung cells using LASER and hematoporphyrin derivative." Lung Cancer. 7. 25 (1991)
• [文献書誌] K.Iwabuchi,K.Takada,N.Yakuwa,N.Tanno,K.Takahashi: "Identification of lung cancer cells using laser induced fluoroscopical characteristics of hematoporphyrin derivative." Am.Rev.Respir.Dis.29. 179 (1991)
• [文献書誌] 高橋敬治,諏訪部章,岩渕勝好,中村秀範: "肺癌細胞株(A549)とポルフィリン誘導体との結合特異性に関する基礎的検討" 日本胸部疾患学会.
• [文献書誌] 中村秀範,日野俊彦,柴田陽光,高橋一二三,高橋敬治,友池仁暢: "肺癌上皮細胞株(A549)における腫瘍壊死因子I型受容体の遺伝子発現と可溶性腫瘍壊死因子受容体の遊離調節" 日本胸部疾患学会.